Как определять валентность? - коротко
Определяйте валентность, считая количество связей, которые атом способен образовать, опираясь на его положение в периодической системе. Для простых соединений сравните с известными образцами, а для сложных применяйте правила ОКТЕТА и электроотрицательности.
Как определять валентность? - развернуто
Валентность атома — это количество связей, которые он способен образовать с другими атомами. Определять её можно, опираясь на несколько проверенных методов, каждый из которых раскрывает свойства элемента из разных сторон.
Во-первых, следует изучить электронную конфигурацию. Электронные оболочки заполняются по правилу Авогадро‑Гаусса, а наружный (валентный) слой содержит от одного до восьми электронов. Если внешний уровень неполный, атом стремится заполнить его, отдавая, принимая или разделяя электроны. Количество недостающих электронов до восьмеричного правила и есть потенциальная валентность. Например, у атома натрия (1s² 2s² 2p⁶ 3s¹) на внешнем уровне один электрон, следовательно, он обычно образует одну связь, отдавая этот электрон и становясь Na⁺.
Во-вторых, анализируют положения в периодической системе. Группы I и II дают атомам соответственно одну и две связи, группы VII — семь, но в реальности они принимают один электрон, образуя отрицательно заряженный ион. Переходные металлы обладают переменной валентностью, определяется она часто степенью окисления, наблюдаемой в соединениях. Для их уточнения используют спектральные данные или результаты реакций с известными реагентами.
Третий способ — исследование химических реакций. При взаимодействии элемента с другими веществами фиксируется, сколько связей он образует. Если железо реагирует с кислородом, образуя Fe₂O₃, то каждый атом железа связан с тремя атомами кислорода, следовательно, валентность железа в этом соединении равна трём. Аналогично, при образовании хлорида натрия NaCl каждый атом натрия и каждый атом хлора участвуют в одной ковалентной связи, что подтверждает их валентность = 1.
Четвёртый метод — использование правил Ойленда. По этой схеме элементы делятся на четыре группы: s‑блок (валентность = 1 или 2), p‑блок (от 3 до 7, часто соответствует группе), d‑блок (переменная) и f‑блок (обычно 3). Применяя правило, быстро определяют типичные значения валентности для большинства элементов.
Наконец, при расчёте составов соединений применяют уравнение баланса зарядов: суммарный положительный заряд атомов должен компенсировать суммарный отрицательный. Зная известные валентности некоторых компонентов, можно вывести неизвестную. Если в соединении CuSO₄ медный катион имеет заряд +2, а сульфатный анион — 2‑, то валентность меди подтверждается как 2.
Подводя итог, определение валентности включает:
- Анализ электронной конфигурации и заполнения внешней оболочки.
- Учёт положения элемента в периодической системе.
- Наблюдение за результатами химических реакций.
- Применение эмпирических правил, таких как правило Ойленда.
- Баланс зарядов в сложных соединениях.
Эти подходы взаимодополняют друг друга, позволяя точно установить, сколько связей способен образовать любой атом в конкретных химических условиях.